超精密装置PID振动控制系统的仿真研究

 在仿生啄木鸟头部独特生物构造和隔振机理的基础上，采用主动隔振技术建立了超精密装置隔振系统结构及动力学模型． 结合超精密装置隔振系统的结构特点和性能要求，采用闭环PID主动控制系统，用Matlab软件进行了仿真分析．仿真分析结果表明，该振动控制系统宽频率范围内具有良好的减振效果，该系统可应用于超精密\测量、超精密制造设备的隔振领域．     

亚微米超精密车床的振动模糊主动控制

环境振动是影响亚微米超精密机床加工精度的一个重要因素 ,为此提出了将模糊控制系统与空气弹簧隔振系统相结合的方法 ,用于亚微米超精密车床的振动控制。空气弹簧的主要作用是隔离较高频率的环境振动并支承车床 ;模糊主动控制则是有效地控制低频环境振动的影响。针对机床系统振幅微小且有自激振动的特点 ,采用了带有两个调整因子的二维模糊控制器 ,其输入为速度和加速度信号 ,输出为作动器的控制电压。在 HCM- 1亚微米超精密车床上进行铅垂方向的振动控制实验 ,取得了良好的效果     

精密加工平台隔振系统多频振动控制

近年来,随着精密加工与精密测量等技术的发展,微振动对加工精度和测量灵敏度的影响变得十分突出;传统的被动隔振器由于结构和参数固定,不能满足复杂激励环境下的隔振要求;主动隔振能量消耗大,且高频易失稳;以磁流变弹性体为代表的半主动控制技术不仅具有功耗低、稳定性好等特点,还能根据外界激励变化实时调节参数,成为振动控制领域的研究热点。针对精密加工平台系统中存在的多频振动问题和隔振系统的非线性,提出采用磁流变弹性体隔振器和分频模糊控制相结合的方法;建立了磁流变弹性体隔振系统动力学模型,推导适用于磁流变弹性体隔振系统的半主动控制条件,针对多频振动设计不依赖于系统模型的分频模糊控制器。通过控制试验验证了所设计控制器的有效性;与常规模糊控制器相比,所提方法对多频振动具有更好的抑制。     

救护车载PAM担架缓冲系统特性分析

经对救护车担架隔振系统及动力学模型研究分析,提出气动人工肌肉(PAM)救护车担架隔振系统。建立车体-担架-分段人体振动模型,设计基于该系统的半主动神经网络PID控制器,并用Simulink对隔振系统进行性能仿真分析。仿真结果表明,与被动系统相比,采用神经网络PID控制的气动人工肌肉隔振系统对担架及人体有明显隔振效果,气动人工肌肉用于救护车担架隔振系统具有可行性。     

具有可调增益的模糊—PID电液主动控制悬架

针对车辆悬架受不平路面激励作用下的振动,进行电液主动隔振研究,在分析PID和模糊控制方法的基础上,对车辆悬架系统的单自由度电液模拟装置进行了理论和实验研究,提出增益自动跟踪和变系数的模糊－PID控制算法,根据输入信号偏差的大小分别采用模糊或PID控制,通过微型计算机与MCS－98单片联机调试控制,悬架振动的控制效果得到提高,从2.875Hz到7Hz的低频范围内取得了优于被动控制的减振效果,为主动隔振技术在车辆减振实时控制中的应用提供了理论根据和实验基础。     

压电-黏弹性材料混合隔振器的设计与研究

为了降低振动载荷对结构的影响,以叠层式压电作动器作为主动隔振元件,以黏弹性材料作为主体设计被动隔振元件,提出了一种新型混合隔振器。以模拟刚体卫星为研究对象,建立了整星混合隔振系统的动力学模型,对混合隔振器的隔振原理进行了理论分析和数值仿真,在此基础上,利用单输入多输出PID控制方法设计主动控制器,对模拟刚体卫星混合隔振系统进行了试验研究。仿真和试验结果表明,与单纯被动隔振器相比,混合隔振器能够有效降低传递到结构上的振动载荷,特别是在结构固有频率附近隔振效果更加明显,从而显著提高了结构的安全性和可靠性。     

模糊自适应隔振技术的研究

本文提出了一种将模糊自适应控制与机械被动隔振相结合的方法，并采用既同步又异步的参数寻优法，用三维模糊控制规则调整比例因子，在未知系统模型的前提下，设计的隔振器其隔振效果优于机械被动隔振和传统的主动隔振，而且对振动环境的自适应性也十分优良。     

柔性基础动力机械主被动隔振系统的建模与仿真

提出一种动力机械主被动隔振系统刚/柔混合建模与仿真的方法,并将所建模型用于振动主动控制的仿真研究.首先以UG-ANSYS-ADAMS为软件平台,创建了刚/柔混合隔振系统的虚拟样机,并在此虚拟样机的基础上生成了机械子系统的数学模型.然后在Matlab中,对隔振系统机械子系统和控制子系统联合仿真,研究主动控制策略作用下系统的隔振效果.结果表明:该建模与仿真方法是有效的,为主被动隔振系统物理样机的研制提供重要依据.     

超精密机床的主动隔振系统研究

本文以ＨＣＭ－Ｉ型亚微米超精密车床为研究背景,在分析了机床结构与振动的基础上,建立了机床主动隔振系统的力学模型。通过几种作动器的性能对比选择了磁致伸缩作动器为执行器。通过反馈控制分析和实验,表明：采用主动隔振可以明显提高机床减振性能,尤其对低频隔振效果较好。     

基于遗传算法的复杂双层磁悬浮精密隔振系统LQR控制研究

主被动结合混合隔振技术能充分利用主被动隔振的各自优势,是精密隔振的研究热点。磁悬浮隔振技术具有无接触、无摩擦、寿命长、支承参数可控可调等特点,在主动精密隔振领域内得到广泛研究。设计磁悬浮主动隔振器并将其应用到被动精密隔振系统组成复杂双层磁悬浮精密隔振系统,建立了其动力学方程,推导出了相应系统的状态方程,提出了一种基于最小加速度响应的LQR主动隔振控制策略,并采用遗传算法进行优化,得到Q与R矩阵的值,并进行仿真研究。仿真结果表明:在不同的激励下,复杂双层磁悬浮精密隔振系统较被动隔振系统,隔振效果都有显著提高。